Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Filtreringsmetoder för utvinning av växtproteiner avsedda för morgondagens produktion av livsmedel

Status: Avslutat
Projektnummer: O-17-20-982
Kategori: Focus area | Food & feed
Branschområden: Växtodling
Ansökningsår: 2017
Datum för slutrapport: 30 juni 2021
Huvudsökande: Marilyn Rayner
Organisation: Marilyn Rayner
E-postadress: marilyn.rayner@food.lth.se
Telefon: 046 222 4743
Medsökande: Ingegerd Sjöholm
Medsökande: Frank Lipnizki
Beviljade medel: 2 918 000 SEK

We are facing a protein shift in which a portion of the animal based protein in our diet needs to be replaced by plant proteins to reduce the climate impact from the food sector. Many agricultural by-streams contain high value proteins not used to their full potential. We aim to recover proteins from by-streams from rapeseed oil production and quinoa starch isolation by membrane technology to recover and concentrate proteins, and reduce unwanted compounds in a cost efficient way. Key challenges are optimization of pre-treatments and maximize the protein yield through membrane material/module choices, and operating conditions (temperature, pressure, etc.). Techniques are currently used in the dairy industry, but need to be optimized for this application. The impact for the industry is: farmers can increase revenues via by-stream valorization, new protein foods with low climate impact can be created, the import of soy can be reduced, and jobs created in Sweden.

Vi står inför ett proteinskifte där en del av det animaliska proteinet bör ersättas av vegetabiliskt protein för att sänka klimatpåverkan från livsmedelssektorn. Många agrikulturella restströmmar innehåller högvärdigt protein som idag inte utnyttjas till sin fulla potential. I det aktuella projektet vill vi rena upp och koncentrera protein från restströmmar från rapsoljeproduktion samt isolering av quinoa-stärkelse på ett kostnadseffektivt sätt. Här är membranprocesser nyckeln. De huvudsakliga utmaningarna i projektet är att optimera förbehandlingen före membranprocesserna och att justera membranprocessbetingelser för att maximera proteinutbytet genom att välja rätt membranmaterial, driftinställningar, tryck och temperatur. Teknikerna finns på plats och behöver optimeras för syftet. Nyttan för näringen är att lantbrukare får bättre betalt för hela sin gröda. Dessutom skapas nya proteinrika klimatsmarta livsmedel, import av soja kan minska och fler arbetstillfällen skapas i Sverige.

Protein från rapskaka är en underutnyttjad resurs som är källa till högkvalitativa växtbaserade proteiner. Trots ett högt proteininnehåll och en balanserad sammansättning av aminosyror har användningen av rapskaka hittills varit begränsad till djurfoder på grund av dess innehåll av anti-nutrienter och bittersmakande ämnen. Detta projekt har fokuserat på att ta tillvara rapskakans proteiner för att skapa ett proteinkoncentrat med reducerad halt anti-nutrienter och förbättrad smak.
Genom att lösa upp proteinerna under alkaliska förhållanden var det möjligt att avlägsna skalresterna och fibrer från proteinlösningen. Därefter kunde proteinerna utfällas genom pH sänkning och proteinerna kunde samlas upp som ett proteinkoncentrat. Detta proteinkoncentrat hade en låg halt av anti-nutrienter, men smaken var fortfarande bitter. Detta kunde lösas genom att sänka pH under extraktionen. Detta resulterade i ett mer välsmakande protein som sedan ytterligare kunde renas genom ultrafilrering.

Vid pressning av rapsfrön till rapsolja går det åt 3 kg rapsfrön till varje kilo rapsolja. De resterade 2 kg blir en pressrest kallad rapskaka. Denna rapskaka har ett högt proteininnehåll på ca 30 % och har en balanserad sammansättning av aminosyror vilket gör att proteinerna i denna rapskaka skulle lämpa sig som livsmedel. Trots detta används rapskaka idag främst som djurfoder. Detta beror på rapskakans innehåll av anti-nutrienter och ämnen som ger den en bitter smak. Hade det varit möjligt att ta till vara på proteinerna i rapskakan och använda dessa som en ingrediens till livsmedel hade dessa proteiner kunnat räcka till en mycket större mängd mat än idag, då, mellan 79- 97 % av proteinerna i ett djurfoder försvinner i djurens metabolism. Ett livsmedel baserat på rapsproteiner har därför en drastiskt lägre klimatpåverkan än dess djurbaserade motsvarighet.
Vi har visat att genom att lösa upp proteinerna från rapskakan kan fröskal och fibrer avskiljas från den proteinhaltiga vätskan. Genom att sänka vätskans pH koagulerar proteinerna på samma sätt som vid ost- eller tofu-tillverkning och en fast proteinmassa skapas. Denna proteinmassa har ett lågt innehåll av anti-nutrienter men under lång tid har det varit ett problem med dess bittra smak, vilket har varit huvudorsaken till att vi hittills inte kunnat se produkter baserade på rapsproteiner i mataffären. Ifall smaken på proteinmassan förbättras kan denna användas på liknande sätt som proteinkoncentrat från soja används idag, som för att göra växtbaserade köttanaloger eller växtbaserad glass.
Genom att lösa upp proteinerna under mildare förhållanden, vid neutralt pH i stället för som tidigare höga pH, var det möjligt att få en proteinprodukt med mildare smak. Nackdelen är att den mildare behandlingen av proteiner gör att en lägre andel av rapskakans proteiner går upp i lösning, men med tillsatts av vanligt koksalt kunde hälften av rapskakans proteiner lösas upp. Därefter renas proteinerna med hjälp av ultrafiltrering, filter som är så täta att de kan hålla tillbaka proteiner medan ämnen som har en mindre storlek, som salter och bitterämnen, kan passera. Med ultrafiltreringen kunde lösningens volym minskas med 80 %. Då proteinerna hålls tillbaka av membranet men orenheter med liten storlek kan passera så får man samtidigt en högre proteinkoncentration och ett renare protein i koncentratet.
För att utnyttja rapskakan till största möjliga grad är det av intresse att även ta vara på den andra hälften av rapskakans proteiner som finns kvar i rapskakan efter den första lakningen. Genom att extrahera om den kvarvarande lakade rapskakan vid högre pH kunde nästan 80 % av rapskakans totala proteiner tas till vara. De proteiner som fås från denna andra extraktion har en bitter smak men skulle kunna användas till mer tekniska användningsområden som t. ex. som bindemedel eller bioplast.
Vi har kunnat göra flera framsteg mot målet att kunna producera växtproteinbaserade livsmedel gjorda på närodlad raps. Halten av anti-nutrienter är inte längre ett problem och framsteg har gjort mot att producera ett alltmer välsmakande rapsprotein. Arbetet fortsätter och ytterligare framsteg väntas inom kort.

 

Antal träffar i projektbanken: 1712

Mjölkfettsyror - verktyg för att hitta kor med ökad risk för ämnesomsättningssjukdomar och reproduktionsstörningar
Kjell Holtenius

Projektnummer: O-19-20-306 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Milk

The overall objective of this project is to create milk biomarkers based on specific milk fatty acids for identification of cows with reproductive disorders and metabolic disturbances. Milk will be analysed by Fourier-transform mid-infrared technology. An important value of this project for the …

Läs mer

Går det att höja vallskördarna med enstaka bevattningsgivor - vad händer med kvaliteten?
Ingrid Wesström

Projektnummer: O-19-20-316 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production
Milk

Climate change has brought about changing conditions for agriculture. In recent years precipitation deficit during the growing season has led to a shortage of forage in Sweden. During dry years, irrigation is necessary to achieve optimal yields. In addition, irrigation can bring about positive …

Läs mer

Mer vall på slätten för klimateffektiv produktion
Carl-Otto Swartz, SLU

Projektnummer: R-20-62-324 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Agriculture in plain-lands is often specialized in crop production, with no on-farm use of ley as animal fodder, and crop rotations that often includes only annual crops (e.g. oilseed rape, cereals and sugar beets). At the same time, integrating ley in arable cropping systems generates several …

Läs mer

Grovfodrets betydelse för uppkomst av önskvärda och oönskade smaker i mjölk och mejeriprodukter
Åse Lundh, SLU

Projektnummer: R-18-26-005 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

The sensory attributes of the raw milk are of major importance for the quality of the resulting dairy products. Since the early 90’ies, the so-called “blueberry off-flavour” has caused severe economic consequences for affected dairy farmers. The mechanism behind is still unclear, although forages …

Läs mer

Ursprungs- och artbestämning av kött – en ny snabbmetod för att upptäcka matfusk
Carl Brunius

Projektnummer: O-18-20-174 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Matfågel
Kött

A cornerstone of the Swedish Food Strategy is trust in Swedish food production. Yet each year Swedish farmers and food processors lose both money and trust due to food fraud, especially for non-Swedish meat relabelled as Swedish. Most fraud remains undetected. A recent analytical development, Rapid …

Läs mer

Nya hortikulturella substrat från den fasta fraktionen av biogas produktion
Håkan Asp, Sveriges lantbruks universitet

Projektnummer: R-18-25-143 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Green house production depends or reliable substrates and fertilizers. Peat is the dominating substrate in Sweden and internationally. There is a debate about reducing the peat use since the mining for peat may increase climate gas emissions and disturb sensitive ecosystems. Thus, alternative for …

Läs mer

Kolfastläggningspotential i matjorden och alven - analys av markdatabaser och långliggande försök
Thomas Kätterer

Projektnummer: O-18-23-141 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Växtodling
Energi & biomassa
Kött
Mjölk

Humus is an important indicator of soil quality and soil organic carbon (SOC) sequestration is a cost-effective measure to reduce the climatic impact of food production systems. The national soil-monitoring program (SMP) show an upward trend in SOC during the past 20 years, mostly attributed to an …

Läs mer

Fullständiga växthusgasbudgetar för odlade mulljordar skapar underlag för klimatsmarta åtgärder
Achim Grelle

Projektnummer: O-18-23-169 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Växtodling
Energi & biomassa
Kött
Mjölk

Conventional technology is virtually unable to measure complete GHG budgets of drained organic soils, which may provide misleading results. So, global estimates of GHG emissions are based on coarse assumptions that don’t take into account the complexity of agroecosystems. Better data are needed for …

Läs mer

Forståelse av etiologien bak acquired equine polyneuropathy via studier av Schwanske celle kulturer
siv Hanche-Olsen, NMBU Veterinærhøgskolen

Projektnummer: H-18-47-409 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Acquired equine polyneuropathy (AEP) is a devastating neurologic disease affecting Nordic horses. Characteristic histopathological changes have been shown in the peripheral nerves of horses euthanized due to the disease. These include re- and demyelination as well as hypertrophy of perikaria and …

Läs mer

Är de för små för att rida? En studie av ridskolornas aktiviteter för förskolebarn från säkerhets- och hästvälfärdsperspektiv
Susanna Hedenborg, Malmö University

Projektnummer: H-18-47-383 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

A few years ago, media reported on a 7 year-old girl who was killed during a riding lesson. The accident evokes questions about children, horses and safety. Children are small and horses big, and the horse is a herd and prey animal whose behaviour is partly controlled by instincts. Today, many …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev